JP4907027B2 - Gpsレシーバーおよびそれを組み込んだモバイルユニット - Google Patents
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Description
本発明は、外部から送信されたGPS信号を受信するためのGPS信号アンテナ;前記受信されたGPS信号をサンプリングするために前記アンテナに結合されたアナログ−ディジタルコンバーター;前記GPS信号サンプルを格納するためのメモリー;および、前記メモリーに格納された前記GPS信号サンプルから擬似距離情報を取り出すためのディジタルGPSシグナルプロセッサー、を具備するGPSレシーバーであって、前記レシーバーは、受信されたGPS信号が、サンプルされ且つメモリー内に格納されるが、前記シグナルプロセッサーは、擬似距離情報を取り出すためには作用しない休止動作モードと、前記シグナルプロセッサーが、擬似距離情報を取り出すために適切に作用するアクティブ動作モードと、を有しているGPSレシーバーに関する。
【0002】
当該発明はさらに、排他的にではないが、特に上記のようなGPSレシーバーを組み込んでいるモバイルユニットに、緊急呼出しが発生した場合にはその位置に対応する情報が登録されるベースステーションへ提供するように適合される、モバイルセルラー電話に関する。
【0003】
現在、GPSは、米合衆国国防総省によって開発され且つ稼動される全天候、スペースベースのナビゲーションシステムである、時間および距離測定を用いるナビゲーションシステム(Navigation System with Time and Ranging)(NAVSTAR)GPS、が最も顕著に連想されるが、GPSの基礎をなす一般的原理は普遍的なものであり、単にNAVSTARにのみ限定されるものではない。したがって、以下においては、GPSは、異なる位置における複数の無線トランスミッターおよび、その位置を、前記無線トランスミッターの送信の到着の時間および/または到着の時間差に基づいて判定するレシーバーを具備する、あらゆる地球規模測位システムを意味する。
【0004】
よく知られているように、ディジタルGPSシグナルプロセッサーを有するGPSレシーバーは、擬似ランダムノイズ(PRN)コードトラッキングループを実施してよく、そのループでは、衛星PRNコードの早期(E)、即時(P)および遅延(L)レプリカコードが連続的に生成され、且つレシーバーによって受信された通りの到来衛星PRNコードに比較される。キャリア位相ロックを想定すれば、リニアコードスイープ(線型符号掃引)は、到来PRNコードが、局部的に生成されたレプリカのそれと位相整合し、それゆえ、もし検出されれば、コード収集という結果を結局生じるはずである。一旦前記コードが収集されると、前記擬似距離情報が取り出され、且つ在来のナビゲーションアルゴリズムを用いて、前記レシーバーの位置が計算される。最近、上述の早期−遅延相関法に対する代案として、高速コンボリューション(畳み込み)法を、特に、高速フーリエ変換(FFT)を含んで使用し、前記PRNコードを収集することが知られるようになってきた。そのようなコンボリューション法は、特に、高速のPRNコード収集が要求される場合に適し、且つ米合衆国特許5,781,156号にさらに説明されており、それは引用により個々に組み込まれている。
【0005】
上述された技術のどちらがコード収集に用いられるかにかかわらず、信号収集の間および位置計算プロセスの間における電力消費は、ほぼ1ワットにも達し、重要であり得る。その問題は、元来限定された容量を有する手持ちのバッテリー電源式のGPSレシーバーに、そして同様にそのようなレシーバーを組み込んでいるモバイル電話に特に関連がある。加えて、モバイル電話に関して、前記問題は、審美的および人間工学的の両方の理由によるそれらの小型化の流行によってさらに倍加される。
【0006】
モバイルセルラー電話におけるGPS機能性の統合の重要な理由は、それがセルラー電話ネットワークのオペレーターに、そこから呼出しがなされる場所を、そして特に緊急サービスに対する緊急呼出しのために判定することを可能とする手段として提案されてきていることである。実際、米合衆国において、連邦通信委員会(FCC)は、オペレーターにそうすることができることを要求する最初の担当当局となっている。緊急呼出しの場合には、位置情報について可能な限り早く求めに応じられるようにすることが望まれるが、GPSレシーバーが、最新の天文暦データにアクセスしていない「コールドスタート」、または、一層ひどくさえあるGPSレシーバーが、最新の暦を有していない「工場コールドスタート」から、最初の決定までの時間(TTFF)は、30秒と5分との間のいずれかとなり得る。もちろん、コールドスタートの問題は、もしもGPSレシーバーが位置決めを連続的に提供すべく作用するならば排除することができるが、このことは、電力消費に関連して上述された理由により望ましくない。また、ユーザーは、彼らの電話を電源オフとすることを単純に望むであろうが、それでも後に電源起動直後に緊急呼出しをさせることが望まれるであろう。
【0007】
したがって、本発明の目的は、受信されたGPS信号から擬似距離情報の迅速で且つ電力効率の高い取得の可能なGPSレシーバーを提供することにある。
【0008】
当該発明のさらなる目的は、同様のものを組み込んだモバイルセルラー電話のようなモバイルユニットを提供することにある。
【0009】
本発明の第1の側面によれば、上述されたタイプのGPSレシーバーが提供され、該レシーバーは、該GPSレシーバー(30)が、外部から当該レシーバー(30)に受信され且つ休止モードにて該レシーバー(30)が動作しているときに作られる命令に応答して、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させるべく構成されることによって特徴付けられる。
【0010】
そのようなGPSレシーバーは、適切な命令を受信すると、擬似距離情報を取り出すためにメモリーに格納された信号サンプルを処理することおよびその現在位置を判定することを開始させることができる。さらに、外部から送信されたGPS信号を受信し、サンプリングし、且つ格納することは、擬似距離情報を取り出すためのシグナルプロセッサーの動作に比較して低電力のプロセスであるので、GPSレシーバーの全体での電力消費は、比較的低いままである。
【0011】
最新のGPS信号サンプルが、休止モードにおいてメモリーに格納されることを確実にするために、受信されたGPS信号は連続的にサンプルされ且つメモリーに格納されてもよい。
【0012】
あるいは、休止モードにおいて、受信されたGPS信号が周期的にサンプルされ且つメモリーに格納されてもよい。このことは、擬似距離情報を取り出すために格納された信号サンプルの処理を直ちに開始させることを可能としていて、しかもレシーバーの電力消費を低減する。
【0013】
使用中、メモリー内に格納されているGPS信号サンプルの最新のセットが、当該レシーバーの位置を計算するために必要な情報を含んでいるであろうという保証はない。それは、最後のサンプルが取得された時に、GPS信号が、貧弱な信号受信の状況下において受信された場合、および/またはそれから見えるところに、必要な擬似距離を取り出すのに不充分なGPS衛星しかなかった場合となろう。例えば、GPSレシーバーが、高い建物または群葉により囲まれていることに起因する時である。
【0014】
この問題の影響を緩和するため、受信されたGPS信号が周期的にサンプルされ且つメモリーに格納されるとき、メモリーの記憶は、GPS信号の、時間について互いに分離された、少なくとも2つの分離されたセットを含んでいてもよい。そうすることにより、少なくとも1セットのサンプルが、充分な数の衛星を視野に入れて充分に強いGPS信号からなるであろう可能性がより高くなる。要するに、GPS信号を再サンプルする必要性なしに擬似距離情報を取り出す見込みが増大される。
【0015】
加えて、異なる時間における信号サンプルを取得することにより、判定される位置をダブルチェックすることが可能であり、もしも信号サンプルがタイムスタンプされているならば、当該GPSレシーバーの動きを識別し且つ計測することも可能である。
【0016】
休止モードにおける動作は、GPSレシーバーの電源起動に応答して開始されてもよく、あるいは、もしも当該レシーバーがユーザーインターフェースを備えているならば、該ユーザーインターフェースを介してユーザーから受信される命令に応答して開始されてもよい。
【0017】
また、GPSレシーバーがユーザーインターフェースを備えており且つ休止モードにおいて既に動作している場合、該休止モードからアクティブモードへの変化は、前記ユーザーインターフェースを介してユーザーから受信される命令に応答してなされるであろう。このことは、所望されるときにのみ擬似距離情報を取り出すことをユーザーに可能ならしめるであろう。
【0018】
本発明の第2の側面によれば、モバイルユニットが提供され、該モバイルユニットは、基地局との間での双方向通信に適合されたトランスミッターおよびレシーバーと、本発明の前記第1の側面によるGPSレシーバーとを具備している。
【0019】
前記モバイルユニットは、ベースステーションから当該モバイルユニットによって受信される命令に応答して休止モードからアクティブモードへ変化させるべく構成されていてもよい。また、前記モバイルユニットは、さらに、当該モバイルユニットから前記ベースステーションに位置情報を送信すべく構成されていてもよい。
【0020】
加えて、前記モバイルユニットは、双方向無線通信に適合され且つそれぞれの地理的位置に位置決めされる複数のベースステーションの形態でのセルラー無線伝送システムと共に使用するためのモバイルセルラー電話であってもよく、前記地理的位置は、1つまたはそれ以上の地域を構成する対応する複数のオーバーラップするサービスエリアを定義する。
【0021】
そのようなモバイル電話は、セルラー電話ネットワークのオペレーターが、そこから呼出しがなされたモバイルユニットの位置を即時に判定することを可能とするであろう。位置情報は、モバイルユニットの位置の直接表現だけでなく、それよりこの位置が導出され得る情報、例えば擬似距離情報、をも含むことに注意されたい。
【0022】
さらに、前記アクティブモードの活性化に先立って、例えば緊急呼出しに応答して、GPS信号をサンプリングすることによって、GPS信号の信号干渉および混乱の危険が低減される。そのような信号干渉および混乱は、エンコードされた音声または他のデータをベースステーションへ送信する前記モバイルユニットのトランスミッターに起因し、且つおそらくベースステーションの応答を受信する前記モバイルユニットのレシーバーにも起因するであろう。
【0023】
前記休止モードにおける動作は、発生される緊急呼出しの前記モバイル電話の認識と同時に開始するようにしてもよく、それから緊急サービスのオペレーターにより要求がなされたときに前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させる。このことは、要求されたときに、サンプルされたデータが有効であるようにしたままで、同時に電力消費を低減するであろう。
【0024】
あるいは、前記休止モードにおいて動作しているときに、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させることが、発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識に応答して行なわれるようにしてもよい。このことは、前記位置情報が、より迅速に、おそらく、前記緊急サービスのオペレーターへの前記モバイルセルラー電話接続に先立ってさえも、有効となることを可能とするであろう。
【0025】
発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識は、ユーザーが前記緊急呼出し電話番号の1つまたはそれ以上の桁を、例えば、キーボード上でのタイピングまたはその代りに音声認識を用いて、入力したときに認識することを含んでいてもよい。
【0026】
休止モードの動作は、セルラー無線伝送システムのベースステーションから受信される信号の強度における変化、例えば前記モバイル電話がポケットまたはブリーフケースから移動されたことを示す、に応答して;前記モバイル電話の検出された移動、例えばモバイル電話内に配置された加速度計によって検出されたとき、に応答して;あるいは前記モバイル電話のカバーの格納、例えば、キーパッドを保護するスライドカバーを有するモバイル電話の場合は前記カバーを格納することにより、または「フリップトップ」モバイル電話の場合はカバーを反転させることにより、応答してもよい。
【0027】
本発明の第3の側面によれば、上述されたタイプのGPSレシーバーを動作させる方法が提供され、この方法は、(i)休止動作モードにおいて、受信されたGPS信号を、サンプルし且つメモリー内に格納するステップであって、その間、擬似距離情報を取り出すための前記シグナルプロセッサーは、作用しないステップと;(ii)外部から前記GPSレシーバーで受信される命令に応答して、前記休止モードからアクティブ動作モードへ変化させるステップであって、前記アクティブモードにおいては、前記擬似距離情報を取り出すための前記シグナルプロセッサーが、に適切に作用するようになるステップ、を有する。
【0028】
前記休止モードにおいては、前記受信されたGPS信号は、連続的にまたはその代りに周期的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される。それらが周期的に格納される場合、前記メモリー記憶は、GPS信号サンプルの、互いに時間的に分離されている、少なくとも2つの分離されたセットを含んでいてもよい。また、前記GPSレシーバーが、ユーザーインターフェースをさらに具備している場合、前記休止モードから前記アクティブモードへの移行が、ユーザーから前記ユーザーインターフェースを介して受信される命令に応答して生じるようにしてもよい。
【0029】
発明の上記、またはそれ以外の側面は、以下に、添付図面を参照して、例を用いて、説明される実施の形態から明らかで且つそれを参照して解明されるであろう。
【0030】
【発明の実施の形態】
図面において、異なる実施の形態における対応する特徴は、同一の参照数字を用いて識別されている。
【0031】
図1は、本発明によるGPSレシーバー1の構成を概略的に示している。NAVSTAR SPS(Standard Positioning Service:標準測位サービス) GPS信号は、アンテナ10により受信され、プリプロセッサー11において前処理される。該プリプロセスは、典型的には、帯域外RF(無線周波数)干渉を最小化するためのパッシブバンドパスフィルタリング(受動的帯域通過濾波)、プリアンプリフィケーション(前置増幅)、中間周波数(IF)へのダウンコンバージョン(下方変換)およびアナログ−ディジタルコンバージョンである。その結果であるディジタル化されたIF信号は、依然として有効な衛星からの全ての情報を含んで、変調されたままであり、先入れ先出し(FIFO)メモリー12内に供給される。前記メモリーからは、サンプルがその後のいつでも、一連の並列レシーバーチャンネル13の各々に供給され得る。衛星信号は、擬似距離情報を収集するためにレシーバープロセッサー14と協同してディジタルレシーバーチャンネルそれぞれにおいて収集され且つトラッキングされる。収集およびトラッキングのためのそのような方法は、よく知られており、例えばGPSの原理と応用(GPS Principles and Applications)(編集者:カプラン(Kaplan);Artech House発行ISBN 0−89006−793−7)の第4章(GPS衛星信号特性(GPS satellite signal characteristics))および第5章(GPS衛星信号収集とトラッキング(GPS satellite signal acquisition and tracking))を参照されたい。収集された擬似距離情報および伝送の到達時間を用いることにより、ナビゲーションプロセッサー15は、レシーバーの位置を在来のアルゴリズムを用いて計算し、当該位置は、ユーザーに対しディスプレイ16上に表示される。
【0032】
図2は、レシーバープロセッサーと協同するレシーバーチャンネルをより詳細に、概略的に、示している。メモリー12に格納された信号サンプルから擬似距離情報を取り出すために、キャリアーウェーブ(搬送波)が除去されなければならず、そしてこれは、キャリアーウェーブジェネレーター21を用いて同相(I)および直角位相(Q)レプリカキャリアウェーブ信号を発生するレシーバーによってなされる。キャリアーウェーブフェーズロックループ(PLL)が、通常は、受信されたキャリアーウェーブの周波数を正確に複製するのに使用される。コードフェーズロックを得るために、PRNシーケンスの早期(E)、即時(P)および遅延(L)レプリカコードは、コードジェネレーター22によって連続的に生成される。前記レプリカコードは、それから、3つの同期相関コンポーネント(IE,IL,IP)および3つの直角位相相関コンポーネント(QE,QL,QP)を得るべく、典型的には、実質的にPRNコードの全体にわたって積分器23における積分によって、IおよびQ信号と相関がとられる。レシーバープロセッサー14において、コード位相識別子が、前記相関コンポーネントの関数として計算され且つ閾値検査が前記コード位相ディスクリミネーターに施される。もしも前記コード位相ディスクリミネーターが高ければ、位相整合が宣言され、もしもそうでなければ、前記コードジェネレーターは、位相シフトを伴う次の一連のレプリカを生成する。リニア位相スイープは、結局、到来PRNコードがローカルで生成されたレプリカ、そしてそれによるコード収集のそれに同期するという結果を得る。
【0033】
プリプロセッサー11は、典型的には、前記ディジタルレシーバーチャンネル13と共にフロントエンドアナログ回路構成の形態で実施され、前記レシーバープロセッサー14およびナビゲーションプロセッサー15は、汎用マイクロプロセッサーまたはGPSアプリケーション特化集積回路(ASIC)に埋設されたマイクロプロセッサーの形態でインプリメントされる。
【0034】
一つの例においては、受信されたL1 C/A GPS信号のダウンコンバージョンは、1575.42MHzのキャリアー放送周波数からおよそ5MHzのIFへの変換である。IF信号は、4ビット量子化による25MHzのレートにてサンプルされ且つ8メガバイトFIFOメモリー12に格納される。これはGPS信号の0.64秒分のサンプルを格納することを可能とし、それはほぼ640L1 C/A ゴールドコードの繰り返しと等しい。このことは、劣悪な条件においてさえもGPS信号を収集するのに普通は充分である。良好な受信条件においては、GPS信号サンプルのより小さな断片からサンプルを格納するのにより小さなメモリーで充分とされ、且つ、逆に、より大きなメモリーは、収集されるべきより弱い信号を有効とするであろう。より低いIF、サンプリングレートおよび量子化レベルは、メモリーがより効果的に、しかしながら、後続の相関の品質を犠牲にして、必然的に使用されるのを可能とする。
【0035】
前記GPSレシーバー1は、2つの動作モードを有する。第1に、休止動作モードは、電源起動と同時に自動的に有効とされ、そこでは5秒毎に、0.64秒抽出GPS信号が受信され、プリプロセスされ、サンプルされたうえでメモリー12に格納される。前記休止モードにおいては、前記ディジタルレシーバーチャンネル13、レシーバープロセッサー14およびナビゲーションプロセッサー15は、電源が落とされ、すなわちベースバンド処理は、行なわれない。第2に、前記GPSレシーバーは、アクティブ動作モードを有しており、このアクティブモードにおいては、GPS信号のプリプロセス処理、サンプリングおよびメモリー12の記憶へのサンプル格納は、サスペンドされ、前記メモリーに格納されたサンプルが、ディジタルレシーバーチャンネル13およびレシーバープロセッサー14にて擬似距離情報を取り出すべく処理される。前記擬似距離情報の取り出しと同時に、前記ナビゲーションプロセッサー15は、当該レシーバーの位置を計算し、この位置が、ユーザーに対してディスプレイ16上に表示される。ユーザーは、前記GPSレシーバーのキーパッド(図示されていない)上のボタンを押下することにより現在位置を表示する目的のために、休止モードからアクティブモードへの移行を実施することができる。
【0036】
先に述べたように、プリプロセス処理、レシーバーチャンネルおよびレシーバープロセッサーは、典型的には、フロントエンドアナログ回路構成の形態でインプリメントされ、このフロントエンドアナログ回路構成は、汎用マイクロプロセッサーかまたはGPSアプリケーション特化集積回路内に埋設されたマイクロプロセッサーと組み合わされている。本発明によるGPSレシーバー動作の方法のインプリメンテーションは、以下に記述される通りの例を含み、適切なアナログ回路構成設計および/またはマイクロプロセッサープログラミングによって達成されるであろう。もちろん、そのような設計およびプログラミングは、よく知られており且つGPSおよびCDMA通信の技術における熟達者の誰かによって極端な負担なしに達成されるであろう。
【0037】
本発明による「フリップトップ」モバイルセルラー電話30が、図3に概略的に示されている。前記電話は、中央処理ユニット32およびメモリー33を有する通信プロセッサー31を具備している。前記通信プロセッサーは、トランスミッター/レシーバー35を介してアンテナ34に結合され、1つは電話イヤーピースに用いられ且つその他はユーザー告知用のスピーカー36に結合され、マイクロフォン37に結合され、キーパッド38に結合され、ディスプレイ39に結合される。前記モバイルセルラー電話は、バッテリー(図示されていない)により電源供給され且つさらに図1に示されたタイプのGPSレシーバー1を組み込んでいる。
【0038】
前記「フリップトップ」電話30は、図4に絵画的に示されている。フリップカバー41は、蝶番42によってモバイル電話のボディー43に取り付けられており、このボディー34上には、さらに前記キーパッド38および前記ディスプレイ39が装備されている。前記電話の外側に見えるものは、また、前記アンテナ37および当該モバイル電話の前記フリップカバー44およびボディー45の両方における穿孔であり、これらの穿孔は、前記フリップカバー36内に配置されたイヤーピーススピーカーからの、そして前記モバイル電話のボディー内に配置されたマイクロフォン37への、それぞれの音波の通過を可能とする。
【0039】
前記モバイルセルラー電話30は、双方向無線通信に適合され且つそれぞれの地理的位置に位置されている複数のベースステーションの形態のセルラー無線伝送システム(図示されていない)と共に使用するのに適しており、前記地理的位置は、1つまたはそれ以上の地域を構成する対応する複数のオーバーラップするサービスエリアを定義する。もちろん、そのようなセルラー無線伝送システムおよびそれらの信号通信プロトコルは、よく知られており、且つここではさらに詳しくは述べられない。
【0040】
前記モバイル電話が、電源起動されるとき、前記モバイルセルラー電話30の前記GPSレシーバー1は、休止モードにて動作し、周期的にGPS信号をサンプリングする。これは、ユーザーが緊急サービスオペレーターに対する緊急呼出し(米合衆国版は、911公共安全回答ポイント、PSAP)をするまで、その状態を維持する。前記緊急サービスオペレーターから、自動化された要求が、その位置に関連する情報のために前記モバイルセルラー電話に送られ、前記要求を受けると、前記GPSレシーバー1は、休止モードからアクティブモードへ変化し、それによって当該GPSレシーバーの位置が判定される。この位置は、前記通信プロセッサー31に与えられ、前記セルラー無線伝送システムのベースステーションを介して前記オペレーターに送信され、それによって前記モバイルセルラー電話が登録され(図示されていない)その後は適切な緊急サービスとなる。このようにする代りに、擬似距離情報が、前記ベースステーションに与えられてもよく、前記モバイルセルラー電話から離れた、位置がこれから導かれる。
【0041】
上述の例においては、休止モードからアクティブモードへの移行は、前記ベースステーションからの要求に応答してなされる。あるいは、ユーザーが、緊急サービスのための番号(英国では「999」、米合衆国では「911」)を入力することにより、おそらく前記適切な電話番号の最初のわずかな桁から前記モバイル電話は、緊急呼出しがなされたことをそれ自体で認識し、それに応じて休止からアクティブモードへの移行を有効とする。
【0042】
また、電源起動時における休止モードでの動作の開始に対する代案として、開始は、電話が私用のために準備されたことを示す、フリップカバーの反転に応答してもよい。
【0043】
米合衆国特許第5,841,396号は、前記発明に関連する在来のタイプのGPSレシーバーを開示している。それは、GPS信号を受信するためのGPSアンテナと、受信されたGPS信号をIFへダウンコンバートするためのRF−IFコンバーターと、IF信号をディジタル化するためのアナログ−ディジタルコンバーターと、ディジタル化されたサンプルを格納するための「ディジタルスナップショットメモリー」と、当該モバイルユニットの位置を判定するためにディジタル化されたサンプルを処理するためのディジタルシグナル処理(DSP)マイクロプロセッサーと、を具備するモバイルユニットを説明している。コラム6の49ないし64行においては、コマンドを受信すると同時に、RF−IFコンバーター、アナログ−ディジタルコンバーターおよび「ディジタルスナップショットメモリー」は、GPS信号の100msと1sとの間に対応して1セットのデータをメモリー内に格納するために活性化されることを説明している。それは、コラム7の11ないし22行に、前記DSPマイクロプロセッサーを低電力状態に維持している間にその作業がなされ、その後、前記DSPマイクロプロセッサーが、前記信号を処理するためにアクティベートされ、その時間の間、前記RF−IFコンバーターおよびアナログ−ディジタルコンバーターが、電力消費を最小化するために電源が落とされるであろうことをさらに説明している。本発明は、このモバイルユニットでは、RF−IFコンバーター、アナログ−ディジタルコンバーターおよび「ディジタルスナップショットメモリー」は、ベースステーションからのようなコマンドを受けると同時にアクティベートされること、そしてDSPマイクロプロセッサーは、その後に単にシーケンシャルにアクティベートされることにおいて、このモバイルユニットとは区別している。前記DSPのアクティベーションは、前記RF−IFコンバーター、アナログ−ディジタルコンバーターおよび「ディジタルスナップショットメモリー」がアクティベートされている間に受信される命令に応答してはない。
【0044】
記述の時点において、出願人は、FCCが、位置決定を得るための最大タイムリミットを規定していることを認識してはいないが、モバイル電話業者と前記911PSAPとの間の包括的な合意は、それが約5秒に設定されるであろうと信じられる。
【0045】
これが達成され得る1つの方法は、ベースステーションの補助を用いることである。そのような補助は、前記GPSレシーバーにおいて用いられるローカルオシレーターを較正するために精密キャリアー周波数参照信号、並びに、また、見えるところにある衛星についての近似周波数シフト計算するために最新の衛星オールマナックおよびエフェメリスデータ、の前記レシーバーへの前記ベースステーションによる供給を含んでいる。この補助は、米合衆国特許第5,841,396号および第5,874,914号にさらに説明されており、これらは引用によりここに組み込まれている。
【0046】
早期マイナス遅延相関技術に関して説明されたけれども、当該発明は高速フーリエ変換(FFT)を伴うことを含むコンボリューション法に同等に適用することができる。ベースステーションの補助は、どちらの相関構成にも、すなわち早期マイナス遅延相関およびコンボリューション法の両者の使用について、同等に適用可能である。
【0047】
本明細書の読み取りから、他の変更が、熟練した熟達者には明らかであろうし、またGPSレシーバーおよびその構成要素部品の設計、製造および使用において既に知られており、ここに既に説明された特色に代えてまたはそれに加えて使用され得る他の特色を含んでもよい。特許請求の範囲の請求項は、この出願において特色の特定の組み合わせに対して述べてきたけれども、本出願の開示の範囲は、明示的であろうと内在的であろうといずれでも、それがいずれかの請求項に現在請求されているのと同様の発明に関連していようといまいと、そしてそれが本発明がなすのと同様のいずれかまたは全ての問題を軽減しようとしまいと、いかなる新規な特色またはここに開示された特色のいかなる新規な組み合わせも含むと理解されるべきである。当該出願は、これによって、本出願またはそれから派生されるいかなるさらなる出願の手続きの間に、新たな請求項が、そのような特色および/またはそのような特色の組み合わせに対して作成されるかもしれないことを告知している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明によるGPSレシーバーを、概略的に、示している。
【図2】 図2は、より詳細に図1のGPSレシーバーのレシーバーチャンネルおよびレシーバープロセッサーを、概略的に、示している。
【図3】 図3は、図1のGPSレシーバーを組み込んでいる「フリップトップ」モバイルセルラー電話を示している。
【図4】 図4は、図3のモバイルセルラー電話の機構を、概略的に、示している。
Claims (22)
- 外部から送信されたGPS信号を受信するためのGPS信号アンテナと、
前記受信されたGPS信号をサンプリングするために前記アンテナに結合されたアナログ−ディジタルコンバーターと、
前記GPS信号サンプルを格納するためのメモリーと、
前記メモリーに格納された前記GPS信号サンプルから擬似距離情報を取り出すためのディジタルGPSシグナルプロセッサーと、
を備えるGPSレシーバーであって、
当該レシーバーは、受信されたGPS信号がサンプルされ且つメモリー内に格納されるが、前記シグナルプロセッサーにおいては、擬似距離情報を取り出すためには動作しない休止動作モードと、前記シグナルプロセッサーが、擬似距離情報を取り出すために動作するアクティブ動作モードとを有しており、
当該レシーバーは、前記休止モードにて動作しているときに、外部から当該レシーバーに受信され且つ与えられる命令に応答して、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化するよう構成されていること、を特徴とするGPSレシーバー。 - 前記休止モードにおいては、前記受信されたGPS信号は、連続的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される、請求項1によるGPSレシーバー。
- 前記休止モードにおいては、前記受信されたGPS信号は、周期的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される、請求項1によるGPSレシーバー。
- 前記休止モードにおいては、前記メモリーは、少なくとも2つの分離されたGPS信号サンプルのセットを含んでおり、これらは互いに時間的に分離されている、請求項2または請求項3によるGPSレシーバー。
- 当該GPSレシーバーの電源起動に応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている請求項1乃至請求項4のいずれかによるGPSレシーバー。
- ユーザーインターフェースをさらに備えており、
当該レシーバーが、ユーザーから前記ユーザーインターフェースを介して受信される命令に応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている、
請求項1乃至請求項5のいずれかによるGPSレシーバー。 - ユーザーインターフェースをさらに備えており、
当該レシーバーが、ユーザーから前記ユーザーインターフェースを介して受信される命令に応答して、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化するように構成されている、
請求項1乃至請求項6のいずれかによるGPSレシーバー。 - ベースステーションとの間での双方向通信に適合されたトランスミッターおよびレシーバーと、
請求項1乃至請求項7のいずれかによるGPSレシーバーと、
を備えるモバイルユニット。 - ベースステーションから当該モバイルユニットによって受信される命令に応答して、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させるように構成されている、請求項8によるモバイルユニット。
- 当該モバイルユニットから前記ベースステーションに位置情報を送信するように構成されている、請求項8または請求項9によるモバイルユニット。
- セルラー無線伝送システムと共に使用するための、モバイルセルラー電話の方式の請求項8ないし請求項10のいずれかによるモバイルユニットであって、
前記セルラー無線伝送システムは、
双方向無線通信に適応しており、且つ、それぞれの地理的位置で、1つまたはそれ以上の領域を構成する複数のオーバーラップしたサービスエリアを定義する、複数のベースステーションを備えている、モバイルユニット。 - 発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識に応答して前記休止モードにおける動作を開始するように構成されている、請求項11によるモバイルユニット。
- 前記休止モードにおいて動作されるとき、発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識に応答して前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させるように構成されている、請求項11によるモバイルユニット。
- 発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識は、ユーザーが前記緊急呼出し電話番号の1つまたはそれ以上の桁を入力したときに生ずる、請求項12または請求項13によるモバイルユニット。
- 前記セルラー無線伝送システムのベースステーションから受信される前記信号の強度における変化に応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている、請求項11によるモバイルユニット。
- 前記モバイル電話の検出された移動に応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている、請求項11によるモバイルユニット。
- 折り畳み式のカバーをさらに具備し、
且つユーザーが前記カバーを折り畳むことに応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている、請求項11によるモバイルユニット。 - 外部から送信されたGPS信号を受信するためのGPS信号アンテナと、
前記受信されたGPS信号をサンプリングするために前記アンテナに結合されたアナログ−ディジタルコンバーターと、
前記GPS信号サンプルを格納するためのメモリーと、
前記メモリーに格納された前記GPS信号サンプルから擬似距離情報を取り出すためのディジタルGPSシグナルプロセッサーと、
を備えるGPSレシーバーを動作させる方法であって、
(i)休止動作モードにおいて、受信されたGPS信号を、サンプルし且つメモリー内に格納するステップであって、その間、擬似距離情報を取り出すための前記シグナルプロセッサーは動作しないステップと、
(ii)外部から前記GPSレシーバーに受信される命令に応答して、前記休止モードからアクティブ動作モードへ変化させるステップであって、前記アクティブモードにおいては、擬似距離情報を取り出すための前記シグナルプロセッサーが、動作するようになるステップと、
を備える方法。 - 前記休止モードにおいては、前記受信されたGPS信号は、連続的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される、請求項18による方法。
- 前記休止モードにおいては、前記受信されたGPS信号は、周期的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される、請求項18による方法。
- 前記休止モードにおいては、前記メモリー記憶は、少なくとも2つの分離されたGPS信号サンプルのセットを含み、これらは互いに時間的に分離されている、請求項20による方法。
- 前記GPSレシーバーは、ユーザーインターフェースをさらに備えており、且つ
前記休止モードから前記アクティブモードへの移行が、ユーザーから前記ユーザーインターフェースを介して受信される命令に応答して生じる、請求項18乃至請求項21のいずれかによる方法。
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